浅谈结构优化设计中的蚁群算法.pdf

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1、经验交流浅谈结构优化设计中的蚁群算法李庆洲渊郑州大学袁河南郑州450001冤摘要院结构优化设计是设计理论的重要方面袁在建筑界得到广泛的重视袁随着社会经济的发展袁结构设计也得到了长足的发展袁对于结构优化设计理念和算法袁人们也提出了越来越高的要求遥随之蚁群算法逐步得到了发展袁蚁群算发是一种新型的尧新生的仿生进化算法遥有着很强的适应性遥也比较容易和其他的方法结合来运作袁所以袁研究蚁群算的优化方法袁有着十分重要的意义袁本文将会总结蚁群算法的原理袁以便能够在现实中能够广泛的运用遥关键词院结构优化曰结构可靠性优化曰蚁群算法中

2、图分类号院TU311.4;TU323.4文献标志码院A文章编号院1674要3024渊2014冤8要128要01前言都决定着蚂蚁的行为遥(4)蚂蚁决策表遥蚂蚁决策表是由信息素与启发信息共同决无论国外还是国内袁人们对优化设计的需求都有日益增长定的袁是一种概率表袁蚂蚁使用这个表来指导其朝搜索空间中最的趋势袁研究结构优化设计的呼声也越来越高遥从广义上说袁任具吸引力的区域移动遥何工程问题均可以通过优化来得到一个最好的设计方案袁而优化算法便是达到这一目的的手段遥意大利学者DorigoM等人通3总结和展望过模拟真实蚁群寻求最短

3、路径的觅食行为袁于1991年首次提出3.1总结蚁群算法袁标志着一种新型的仿生进化算法的诞生遥可以预见袁在分析和讨论了蚂蚁行为以及蚂蚁算法的基本原理后遥在蚁群算法与结构优化设计相联系袁既为结构优化设计提供新的深入分析蚁群算法的一些数学模型袁得出了蚁群算的具体实现算法支持袁又拓宽了蚁群算法应用领域袁必将成为今后结构优化步骤遥同时袁结合当前蚁群算法的最新进展遥以便能够更好的运设计理论的研究重点遥用于现在社会中遥1蚁群算法概述3.2展望蚁群算法是新型的尧具有前瞻性的一种算法遥而优化设计和结构优化设计是结构设计概念与方法的

4、一种延伸袁它将最结构建设是密不可分的袁是工程领域里面比较薄弱的一个环节袁优化理论和计算机技术应用于结构设计领域袁用系统的尧目的定从下面几个方面对其进行了一一分析院向的和有良好标准的过程来替代一般试验纠错的手工方法袁其渊1冤蚁群算法还处在初级阶段袁许多理论还不是很完善袁缺思路是有某些特定的目标或者约束条件的前提下袁能够找到一乏比较系统的分析方法袁许多数据的选取还没有一个比较理论个合理的尧迅速的设计方案遥但是在现实的过程中袁绝大部分问的一句袁在许多方面的研究还是一片空白遥题都有着耗时尧费事等问题袁从而不能够很好的实现

5、遥在结构优渊2冤蚁群算法的模型还有许多地方需要进一步改善遥采用比化设计的过程中袁有必要对设计的模型等给出一个优良的运作较有效的策略一直是蚁群算法的主要研究方向袁将一群算法和方式袁为设计提供一个良好的尧合理的指导思想遥对此袁传统的优现代的其他的比较优秀的算法结合袁是完善和改进蚁群算法的化算法就无能为力了遥由于结构优化设计给工程界带来的巨大一个重要的方法遥经济效益和有限元技术的相对成熟袁以及计算机技术的进一步渊3冤本文将蚁群算法应用于结构的优化设计方面袁得到了初改善袁研究解决复杂工程结构优化问题的新型算法就显得极为步

6、实现袁但其优化目标是单目标的袁约束也只考虑了静强度要重要遥求袁且在结构可靠性优化中袁随机变量仅考虑了不多的几个袁还自然界给予人类许多启发袁是智慧的源泉袁蚁群觅就是自然没有达到实际工程应用的要求遥界中一个有趣的现象袁通过研究发现袁蚂蚁在外出觅食的时候总渊4冤在本文方法进行优化过程中袁大量时间消耗在有限元分能够在没有路标的情况下袁寻找到一条最短的路径袁并且在不同析环节袁通过其它手段袁如神经网络映射等技术袁减少计算时间袁的环境下都能探索到新的尧合适的最优路径遥我们可以从中看将成为最先应该解决的问题遥出袁虽然在我们看来是

7、一个很简单的事情袁但由大量个体所组成可以相信袁随着蚁群算法自身的发展及其在结构优化方面的蚂蚁群体却表现出极其复杂的行为袁能够完成比较困难的任的进一步研究袁蚁群算法的结构优化方法必将展现其更加光明务遥的发展前景遥蚁群算法作为一种新型的算法袁在结构优化设计领域己经开始展现其独特的优势和魅力了袁但其实际应用仅仅局限于简参考文献院单的尧可以建立精确数学模型的结构袁仍然还处于起步阶段遥[1]张卓群,李宏男,黄连壮.基于蚁群算法的结构拓扑优化方法[J].应用力学学报.2011(03)2蚁群算法机制[2]黄冀卓,王湛,龚明袖.

8、基于遗传算法的钢结构优化设计及基本蚁群算法中袁主要有以下四个因素起着决定性作用院相应软件开发[J].建筑结构.2009(01)(1)局部搜索策略遥针对不同的问题袁运用不同的方法去对[3]穆朋刚,赵美英,刘关心,王伟.蚁群算法在复合材料层合板待袁根据不同的领域概念袁经过少量的移动袁每一只蚂蚁都有着优化设计中的应用[J].机械强度.2009(03)一个问题的解决方案袁从而从中